2015-2016学年高一物理人教版必修1配套课件：第三章 第2讲 弹力（40张PPT）

课件40张PPT。第三章——相互作用第2讲　弹力目标定位　
1.知道形变的概念，并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变.
2.知道弹力的定义及产生的条件，会判断两个物体间是否存在弹力，并会判断弹力的方向.
3.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题.预习导学 梳理·识记·点拨 一、弹性形变和弹力
1.形变：物体在力的作用下 或 发生改变.
2.弹性形变：物体在形变后，撤去作用力时能够_________
的形变.形状体积恢复原状3.弹性限度：如果形变过大，超过一定的 ，撤去作用力后物体不能完全恢复原状，这个限度叫做弹性限度.
4.弹力：发生 的物体，由于要恢复原状，对与它______
产生的力.限度形变接触的物体想一想：
两个接触的物体间一定有弹力作用吗？
答案　不一定.弹力产生的条件是接触且发生弹性形变，两物体接触，不一定有弹性形变，所以不一定有弹力.二、几种弹力
1.压力和支持力的方向总是 物体的接触面.
2.绳的拉力的方向总是沿着绳而指向绳 的方向，绳中的弹力常常叫做张力.垂直于收缩想一想：
放在水平桌面上的书与桌面相互挤压，书对桌面产生的弹力F1竖直向下，常称做压力.桌面对书产生的弹力F2竖直向上，常称做支持力，如图1所示.
F1与F2分别是哪个物体发生形变产生的？
答案　书；桌面.图1三、胡克定律
1.内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟
成正比.
2.公式：F＝ ，其中k为弹簧的劲度系数，单位：牛顿每米，符号： ，它的大小反映了弹簧的“软硬”程度.弹簧伸长(或缩短)的长度xN/mkx想一想：
对于同一根弹簧，被拉得越长，弹簧的弹力就越大，那么弹簧的弹力大小是否与其长度成正比？
答案　不是.弹簧的弹力在弹性限度内与形变量成正比，不是与长度成正比.课堂讲义 理解·深化·探究一、弹力
1.产生弹力的条件：(1)两个物体直接接触；(2)接触面上发生弹性形变.
2.注意：任何物体受力后都会发生形变，只是有的物体的形变较为明显，有的物体的形变不明显，用特殊的办法才能观察到.如图2甲所示，柔软的弹簧受力后发生明显的形变；桌面受到压力后会向下弯曲，但是肉眼不能直接观察到，用图乙的方法可观察到桌面的形变.(其中M、N是两块平面镜)图2例1 　下列关于弹力的说法中正确的是(　　)
A.相互接触的两个物体间必然有弹力存在
B.不接触的物体间也可能存在弹力
C.只要物体发生形变就一定有弹力
D.在相互接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力解析　弹力产生的条件是两物体相互接触且发生弹性形变.所以D正确，A、B、C错误.
答案　D针对训练　在各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图3所示的就是一个实例.下列说法正确的是(　　)图3A.跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变
B.跳板和运动员的脚都发生了形变
C.运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的
D.跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的解析　跳板和运动员的脚因为都受到力的作用，所以都要发生形变；
运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的，跳板受到的压力是运动员的脚发生形变而产生的.B、C正确.
答案　BC二、几种弹力及方向
弹力的方向与施力物体形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上，几种常见情况如下：
1.压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，若接触面是曲面，则垂直于接触面的切线；若接触面是球面，弹力方向的延长线或反向延长线过球心，如图4所示.
2.绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向.图4例2 　在如图5所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态.图5解析　甲中属于绳的拉力，应沿绳指向绳收缩的方向，因此弹力方向沿绳向上；
乙中P与斜面的接触面为平面，P受到的支持力垂直于斜面向上；
丙中A、B两点都是球面与平面相接触，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A点弹力方向水平向右，B点弹力方向垂直于斜面向左上方，且都过球心；丁中A点属于点与球面相接触，弹力应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心O，B点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上.
它们所受弹力的示意图如图所示.答案　见解析图针对训练　在如图6所示中，画出甲图中球和乙图中木杆受到的弹力和重力.(图中O点是物体的重心，P点是球的球心)图6解析　点与点接触间的弹力方向与切面垂直，指向受力物体.受力示意图如图所示：答案　见解析图三、胡克定律
对胡克定律F＝kx的理解
(1)胡克定律的成立条件：必须在弹性限度内.
(2)x是弹簧的形变量，是弹簧伸长或缩短的长度，而不是弹簧的总长度.(3)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关.
(4)由F＝kx可知，弹簧上弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx.例3 　竖直悬挂的弹簧下端挂一重为4 N的物体时弹簧长度为12 cm；挂一重为6 N的物体时弹簧长度为13 cm.弹簧始终在弹性限度内，则弹簧原长为多少？劲度系数为多少？
解析　弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即F＝kx，其中k为劲度系数，x为弹簧伸长量，x在数值上等于弹簧伸长后总长度L减去弹簧原长L0，即x＝L－L0.改变悬挂物体的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数.设弹簧的原长为L0，劲度系数为k，设挂G1＝4 N的物体时弹簧的长度为L1，挂G2＝6 N的物体时弹簧的长度为L2，则L1＝0.12 m，L2＝0.13 m，由胡克定律得：
G1＝k(L1－L0)
G2＝k(L2－L0)代入数据解得：L0＝0.10 m，k＝200 N/m
即弹簧原长为10 cm，劲度系数为200 N/m.
答案　10 cm　200 N/m对点练习 巩固·应用·反馈对弹力的理解
1.下列关于常见的几种弹力的说法中正确的是(　　)
A.绳拉物体时绳对物体拉力的方向总是沿着绳且指向绳收缩
的方向
B.静止在水平路面上的汽车受到的支持力，是汽车轮胎发生
了形变而产生的C.水杯放在水平桌面上对桌面施加的弹力，是桌面发生微小
形变而产生的
D.用细竹竿拨动水中漂浮的木块，木块受到的弹力是竹竿
形变而产生的
解析　绳上弹力的方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向，故A正确；静止在水平路面上的汽车受到的支持力，是地面发生形变而产生的，B错误；
水杯放在水平桌面上对桌面施加的弹力，是水杯发生微小形变而产生的，C错误；
用细竹竿拨动水中漂浮的木块，木块受到的弹力是竹竿形变而产生的，故D正确.
答案　AD几种弹力及方向
2.按下列要求画出图7中每个小球所受弹力的示意图.图7要求：甲斜面对球的支持力；乙墙壁对球的支持力；丙大球球面对小球的支持力.解析　所受支持力如图所示答案　见解析图胡克定律
3.关于弹簧的劲度系数k，下列说法正确的是(　　)
A.与弹簧所受的拉力大小有关，拉力越大，k值也越大
B.与弹簧发生的形变的大小有关，形变越大，k值越小
C.由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关
D.与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变大小都有关解析　弹簧的劲度系数与弹簧的长度、粗细及材料有关，是由弹簧本身的特性决定的，与所受的拉力、形变量无关，C正确.
答案　C4.在水平桌面上有一根弹簧，在弹性限度内，对其施加30 N的拉力时，其长度为20 cm，对其施加30 N的压力时，其长度为14 cm，试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数.
解析　设弹簧原长为L0，劲度系数为k，
对其施加拉力时，由胡克定律有：F1＝k(L1－L0)对其施加压力时，有：F2＝k(L0－L2)
代入数据，解得：L0＝17 cm，k＝1 000 N/m.
答案　17 cm　1 000 N/m